ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ существующих методов вибрационной диагностики ГПА из "Диагностика дефектов типа ГТН-6 " В работах А.Г. Толстова [2] приведена разработанная и апробированная система вибрационной диагностики основных типов ГПА, основанная на обработке статистик общего уровня вибрации, разработаны методы анализа и обработки вибрационной информации, предложены структурные параметры для интегральной оценки характеристик технического состояния ГПА и его отдельных узлов. Применение данных методик может быть эффективно только на начальном этапе проведения диагностических работ для осуществления первичного вибродиагностического мониторинга при наличии стационарных систем вибрационного контроля ГПА. Самим автором предусматривается проведение диагностических работ более глубокого уровня с применением анализа различных характеристик колебательных процессов. При проведении вибродиагно-стических работ на ДКС месторождения Медвежье неоднократно возникала ситуация, когда два различных дефекта имели одинаковый уровень общей вибрации и одинаковый характер распределения общего уровня по направлениям измерения. [c.6] В целях более эффективной вибрационной диагностики ГПА наибольшее распространение в России и за рубежом получает метод спектрального (частотного) анализа вибрации. Спектральный анализ основывается на переходе из временной области рассмотрения колебательного процесса в частотную [18, 19, 20]. Такая процедура приводит к получению так называемой спектральной плотности (спектра) колебаний. Спектральная плотность(8хх) является энергетической характеристикой колебательного процесса, а именно отображает распределение энергии колебаний по частотам и поэтому может служить мерой разрушающей способности колебаний. [c.6] В настоящее время в законченном виде опубликована только методика вибрационной диагностики ГПА типа ГТК-10, являющегося основным типом стационарного ГПА с газотурбинным приводом отечественного производства [10, 13, 14, 16]. В этих работах, ставших в буквальном смысле настольными для специалистов региональных диагностических подразделений газовой промышленности в области практической (реальной, на трассе ) вибродиагностики ГПА, приведена методика исследования вибрационного состояния ГПА и обоснована диагностика выявления различных дефектов с помощью математического моделирования колебаний специфических видов. [c.7] Таким образом, в результате проведенного анализа существующих в настоящее время методов вибрационной диагностики ГПА следует, что наиболее технически доступной, практически реализуемой и обеспечивающей достоверные результаты, в настоящее время является вибрационная диагностика узлов ГПА, основанная на спектральном анализе вибрации подшипниковых узлов ГПА. В связи с тем, что характер спектра вибрации подшипниковых узлов каждого типа агрегата носит индивидуальный характер, для обеспечения надежности эксплуатации ГПА ДКС месторождения Медвежье возникает необходимость в разработке методики вибрационной диагностики ГПА типа ГТН-6 на основе существующих в настоящее время принципов диагностического моделирования и подхода к построению диагностических признаков. [c.8] Для ГПА с газотурбинным приводом, которыми оборудованы ДКС месторождения Медвежье одним из основных требований является способность безотказной работы при всех режимах в пределах установленного сррка [21]. В процессе длительной эксплуатации происходят постепенное ухудшение физических и механических свойств материалов, нарушение соединений отдельных узлов и деталей, рост статических, динамических, термических напряжений в элементах агрегата. Возникают процессы старения, износа, коробления и растрескивания материалов. Отдельные узлы и детали приходят в неисправное состояние, хотя в целом агрегат продолжает сохранять работоспособность. Такое состояние определяется как постепенный отказ. [c.8] В результате анализа данных вибрационного мониторинга ГПА, проводимого службой диагностики ООО Надымгазпром , было установлено, что в среднем, за последние 5 лет эксплуатации (1995-1999 гг.), почти на половине (41 %) от общего количества установленных ГПА типа ]ГГН-6 в течение года, в силу различного рода эксплуатационных, ремонтных и геоклиматических факторов, появляются дефекты, приводящие к повышенной вибрации основных узлов ГПА. Динамика процесса за 1995-1999 гг. представлена на рис. 1. [c.9] Анализ данных вибрационного мониторинга за 1995-1999 гг. по узлам ГПА показал, что в основном (76 %) дефекты проявляются на блоке центробежного нагнетателя газа (ЦБН) ГПА, Динамика появления дефектов ГПА типа ГТН-6 за 1995-1999 гг. приведена на рис. 2. На рис.З приведена структура дефектов. Очевидно, что основным дефектом ГПА типа ГТН-6 в эксплуатационных условиях является расцентровка роторов ТНД-ЦБН (41 %). Данный дефект обусловливает появление в дальнейшем других неисправностей ГПА. Причиной возникновения расцентровок роторов являются периодические сезонные подвижки свайных фундаментов трубопроводов технологических обвязок, достигающие на месторождении Медвежье значительных масштабов и приводящие в ряде случаев к обрыву шпилек на опорных лапах ЦЕН и лобовых опорах. [c.9] К числу прочих дефектов относятся коробление корпуса ГТУ вследствие нарушения свободы тепловых расширений различного рода задевания по уплотнениям, лопаточному аппарату дефекты укладки роторов и др. [c.11] Более подробно причины возникновения дефектов и перечень конкретных мероприятий по их устранению будут рассмотрены ниже. [c.11] Для получения общих и стабильных во времени характеристик вибросостояния можно воспользоваться одним из методов группировки спектральных гармоник и, в частности методом кластерного анализа. Этот метод логически прост (группировка по уровню близости, заданному определенным критерием), выполняется с помощью элементарных математических преобразований и легко интерпретируется инженерами-механиками. Модуль кластерного анализа является стандартной принадлежностью любой коммерческой программы статистической обработки данных. [c.11] Для данного исследования были использованы только данные, полученные на опорно-упорном подшипнике центробежного нагнетателя (ОУП ЦБЫ причем измерения выполнялись в 3-х плоскостях (K,Y,Z). [c.12] Из этих данных следует, что в зависимости от сезона года можно ожидать переменных по величине и знаку расцентровок между турбиной и компрессором, соединенных промежуточным валом длиной 1715 мм с полужесткими диафрагменными муфтами. Такая конструкция позволяет компенсировать расцентровки до 1 мм, однако были зафиксированы расцентровки до 2 мм и более. [c.12] В качестве метода кластеризации переменных использовался метод Варда и Эвклидова метрика. Число кластеров ограничивалось 12-ю. После обработки производился ан из каждого кластера и ранжирование каждой переменной внутри кластера на три группы по уровню вибрации (табл.1). Следует отметить, что абсолютные уровни виброскорости (СКЗ), измеренные на корпусах подшипников, обычно не выходили за пределы норм [23] и соответствовали оценкам допустимо (менее 4,5 мм/с), требует принятия мер (менее 7,1 мм/с). Затем, сами кластеры экспертным методом были поделены на 3 группы, соответствующие классам технического ского состояния удовлетворительно , умеренные дефекты , значительные дефекты (табл. 2). [c.13] Номера кластеров для каждого компрессора были нанесены в хронологической последовательности измерений с указанием месяца, когда было проведено измерение (рис. 4). [c.15] В проанализированной выборке имелись нагнетатели, техническое состояние которых при описании кластерным методом характеризовалось, на первый взгляд, случайными переходами кластеров из одного класса технического состояния в другие классы и обратно (рис. 5). Очевидно, что именно на этих машинах представляет интерес проверка гипотезы о влиянии сезонного состояния грунтов на техническое состояние оборудования. [c.15] Проверка выполнялась следующим образом. Все машинонз-мерения за 1996 г. (195) были сгруппированы в 12 выборок, соответствующих каждому месяцу. Затем для каждой выборки определялось отношение (n/N) х 100 %, где п - число случаев попадания кластеров в класс значительные дефекты , N - общее число случаев. [c.19] Вернуться к основной статье